Modellazione a deposizione fusa vs. sinterizzazione laser selettiva

One common question is which additive manufacturing technology best suits apart. That’s especially true when the manufacturing methods possess some fundamental similarities, which is the case with Fused Deposition Modeling (FDM), also known as fused filament fabrication, e Selective Laser Sintering (SLS).

FDM e SLS sono tra le tecnologie di stampa 3D più diffuse. Entrambe utilizzano diversi materiali polimerici e possono creare qualsiasi cosa, dai prototipi alle parti per uso finale. Tuttavia, le differenze fondamentali tra le due tecnologie significano che hanno applicazioni diverse.

This article explains the advantages and disadvantages of both technologies so you’ll know exactly what to choose for your next project.

Vantaggi principali di SLS e FDM

• La FDM è in genere più veloce e i materiali di base sono più economici rispetto alla SLS, ma alcuni materiali ad alte prestazioni possono essere costosi.

• SLS offers higher strength, ideal for high-stress or high-load applications – such as end-use parts and prototipi funzionali

• La SLS offre una migliore precisione dimensionale, rendendola più adatta a geometrie complesse.

• L'FDM offre una scelta più ampia di materiali

• The printing process of FDM involves layer-by-layer deposition of melted material, while SLS uses a laser to sinter powdered material, eliminating the need for support structures.

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Come funzionano le tecnologie FDM e SLS

The first big difference between FDM and SLS is the underlying basis of the technology.

In short, SLS is a powder bed-based technology that uses a laser to melt the parts. Alternatively, FDM uses a thermoplastic filament that is melted and extruded through a heated nozzle.

This heated nozzle is critical to the FDM process, enabling the deposition of molten material onto the build platform to create parts layer by layer. FDM technology utilizes various types of polimeri termoplastici, such as PLA and ABS, which are essential for achieving precise and intricate part designs.

Questa differenza significativa ha un impatto sui materiali, sulla precisione e sulle caratteristiche meccaniche dei pezzi realizzati con entrambe le tecnologie.

Il processo di stampa FDM

Il processo di stampa SLS

Materiali FDM vs. SLS

With SLS being powder-based and FDM relying on filaments, the available materials are different despite being polymers. SLA, on the other hand, uses a digital light projector to cure liquid resin layer by layer, producing high-resolution parts with intricate details and smooth finishes.

Low-cost home-based 3D printers use FDM technology, so there’s a misconception that most materials technology offers low performance. While FDM provides “basic” low-cost materials, there are strong and versatile filaments suited for industrial use.

I pezzi FDM sono realizzati con materiali in acrilonitrile butadiene stirene (ABS).

Alcuni di questi filamenti includono:

• Acrilonitrile butadiene stirene (ABS)-I polimeri a base di acido folico sono piuttosto versatili, con varianti adatte a qualsiasi tipo di applicazione, dall'elettronica ai dispositivi medici.

• ULTEM 1010 e ULTEM 9085 sono materiali ad alte prestazioni e ritardanti di fiamma. Entrambi offrono elevati livelli di resistenza, che li rendono ideali per le applicazioni più complesse.

• Per saperne di più materiali FDM disponibili

SLS si basa su poliammidi (PA) in polvere. Sono disponibili diverse varietà, ideali per molteplici applicazioni industriali.

• PA 12 è il materiale SLS standard, che offre elevata resistenza e stabilità, resistenza chimica e biocompatibilità a prezzi competitivi.

• PA 12 Riempito di alluminio: L'aggiunta di alluminio alla PA conferisce un'eccellente stabilità dimensionale alle alte temperature, ma con la leggerezza di una plastica.

• PA 12 Ritardante di fiamma: Al PA12 viene aggiunto un ritardante di fiamma chimico, che lo rende adatto ai componenti elettronici e agli interni degli aerei.

• Vedere più di quanto è disponibile Materiali SLS

SLA 3D printing also offers the advantage of using the same material for both the main print and support structures. This approach eliminates the need for separate support materials, streamlines the printing process, and simplifies post-processing, as the support can be removed without the complexities of differing material properties.

Forza FDM vs. SLS

The strength of a printed part varies depending on several factors, such as the material used, print orientation, layer thickness, and more.

Both SLS and FDM offer high-strength materials, but SLS has the advantage in strength.

Il processo di sinterizzazione SLS elimina la necessità di strutture di supporto. Crea un pezzo più solido, mentre i materiali ad alta resistenza dell'FDM sono relativamente costosi e anisotropi (il che significa che i pezzi hanno un tasso di fallimento più elevato se non sono orientati in modo ottimale).

SLS technology simplifies post-processing and enhances efficiency by using unsintered powder as support, making it ideal for both prototyping and final production.

Aspetto FDM vs. SLS

I pezzi SLS sono stampati in bianco (o talvolta in grigio), il che li rende più facili da colorare. L'aspetto della stampa è tipicamente granuloso dopo la rimozione del supporto e della polvere in eccesso. Levigatura, burattatura e altre Post-elaborazione SLS Le opzioni possono ovviare a questo problema.

Un pezzo SLS realizzato in PA 12 e burattato per renderlo più liscio.

FDM parts, however, can be printed in a range of colors. This is especially useful for cosmetic prototypes. After the parts are printed, print lines are visible. Due to that, it’s normal to opt for finishes like sanding or lisciatura del vapore.

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One thing to note about FDM is that it’s especially prone to the “staircase effect.” When this happens, each printed layer becomes visible.

Instead of the expected smooth surface, the damaged surface resembles a staircase. This effect can be mitigated by having upward-facing surfaces rather than sideways-facing surfaces. This is also something to be aware of with SLS, but this technology’s impact is far smaller.

L'effetto scala è una considerazione essenziale per le parti FDM

In SLA 3D printing, UV light is used to cure photopolymer resin after printing. This post-processing step ensures complete curing, which is essential for the final strength and durability of the printed components.

Prototyping and Production Applications

Additive manufacturing technologies are versatile, serving both prototyping and production needs.

FDM is a popular choice for prototyping due to its speed and cost-efficiency, allowing for rapid iteration and development of visual models.

In contrast, SLA and SLS are often preferred for production applications where high accuracy and superior mechanical properties are essential. SLS, in particular, is widely used in demanding industries such as aerospace, automotive, and healthcare, where the performance of parts is critical.

SLA also finds its niche in sectors like dental and jewelry, where precision and fine details are crucial. Each technology has its strengths, making them suitable for different stages of product development and various industry requirements.

Cost and ROI

The cost of adopting additive manufacturing technologies can vary significantly based on the type of technology, print volume, and material properties.

FDM printers are generally the most affordable, with entry-level models available for a few hundred dollars, making them accessible for small businesses and hobbyists.

In contrast, SLA and SLS printers come with a higher price tag, ranging from a few thousand to tens of thousands of dollars. However, the investment in these technologies can be justified by the benefits they offer, such as reduced material waste, increased productivity, and enhanced product quality.

Conducting a thorough cost-benefit analysis is crucial to determine the return on investment (ROI) for each technology, ensuring that the chosen solution aligns with the specific needs and budget of the project.

Quando utilizzare FDM vs SLS

Quindi, quando si dovrebbe usare la SLS rispetto alla FDM? Dipende esclusivamente dalla vostra applicazione, poiché entrambe le tecnologie presentano dei vantaggi.

Per la prototipazione cosmetica: FDM

FDM might have a different dimensional accuracy than SLS, but that’s fine for cosmetic prototyping. FDM is the technology of choice for visual representations that don’t need to be functional.

Per tempi di consegna brevi: FDM (con un leggero vantaggio)

Entrambe le tecnologie garantiscono che i pezzi arrivino rapidamente nelle vostre mani. Tuttavia, la FDM ha un piccolo vantaggio quando si tratta di tempi di consegna. Un pezzo SLS con materiali standard richiede sette giorni sulla piattaforma MakerVerse. La FDM ha un lead time di sei giorni.

Per i prototipi funzionali: SLS

SLS offers vital parts, which makes it ideal for functional applications that undergo stress, wear, and tear. Furthermore, its dimensional accuracy makes it suitable for such applications. SLS printing is particularly advantageous for producing strong, functional parts and complex geometries.

Per le parti di uso finale: SLS

Tutti i motivi per cui la SLS è solitamente migliore per i prototipi funzionali si applicano ai pezzi per uso finale. Mentre i pezzi FDM sono spesso utilizzati per scopi industriali, SLS è molto più comune.

Costi iniziali più bassi: FDM

I prezzi dei materiali variano notevolmente, in quanto i materiali ad alte prestazioni sono paragonabili ai materiali primari. Tuttavia, la creazione di parti con materiali FDM di base è in genere più economica. Questo è uno dei motivi per cui la tecnologia è così popolare per i prototipi visivi. In alternativa, la SLS offre un prezzo competitivo per la creazione di pezzi con buone proprietà meccaniche.

In FDM, support structures are necessary to ensure successful 3D printing outcomes, whereas SLS eliminates the need for dedicated support structures by utilizing unsintered powder.